石油测井仪器外壳加工过程中出现壁厚偏差原因及改进

测井仪器外壳是石油测井仪器部件的保护壳，是测井仪器下井的承压部件，所以保证其加工质量是至关重要的。结合以前仪器外壳加工过程中出现的壁厚偏差问题，分析加工过程中可能导致产品出现壁厚偏差的原因，提出改进加工工艺，保证仪器外壳符合要求。

测井仪器外壳在加工过程中出现壁厚偏差的主要原因：

　　1、原材料外圆和内孔的圆度、同心度及直线度偏差较大，影响了镗孔时的定位基准；

　　2、镗孔时装夹基准面和材料端面不垂直，造成镗孔时镗刀走偏；

　　3、加工过程中由于高速旋转产生的离心力；

　　4、车削时材料内部存在的内应力得不到释放，造成外壳本身变形；

　　5、加工过程中存在的热变形不易控制，从而影响加工质量。

针对加工过程中可能出现的仪器外壳壁厚偏差原因，从以下几方面进行改进：

　　1、下料时留足加工余

　　外壳在下料时，每件留余量12～14MM，保证在平完端面后为镗孔试刀预留足够余量。镗床试刀长度一般为3～5MM，经试刀后可以保证镗孔时内孔符合尺寸要求。

　　2、镗孔前车原材料外圆，齐端面

　　原材料下料校直后，将外圆车圆，保证原材料外圆的圆度和直线度，提高镗床装夹时定位基准的精度，为提高镗孔精度奠定基础。

　　外圆车圆后，以外圆定位将原材料的两个端面车平，保证外壳轴线与端面的垂直度，减少镗孔时镗刀偏移量。

　　3、在镗孔过程中，增加一次定位基准校正

　　外壳在进行半精镗前，以内孔为基准车外圆。车圆后以外圆为基准，重新车平外壳两端面，保证外圆与端面垂直、内孔与外圆的同轴度，然后再进行半精镗和精镗。

　　4、严格控制半精镗、精镗时切削深度

　　在外壳粗镗至5MM余量时，对外壳壁厚差进行检测，检测合格后开始半精镗。半精镗每刀切削深度为1.5MM，精镗必须在半精镗Z后一刀后不改变定位基准前提下进行，根据剩余尺寸余量镗至内孔尺寸，精镗切削深度为0.4～0.6MM。通过对切削深度的控制，减小切削阻力，提高内孔加工精度。

　　5、改变外圆加工装夹方式

　　原加工方法是采用两端顶外壳内孔，在加工外圆过程中，内应力得不到释放，造成外壳变形。改为前端撑内孔，且外壳端面和卡盘端面留有间隙，尾端顶内孔，让应力得以释放。

　　6、ZX架位置安装自制工装

　　增加ZX架并安装自制工装，增加中间支撑的稳定性，减小车削时外壳的变形量和冲击力，保证外壳加工质量。

　　7、在ZX架位置增加冷却装置

　　由于外壳在车削过程中高速旋转，外壳与工装之间存在相互摩擦，摩擦产生的热量导至外壳发生热变形，影响外壳加工精度。在ZX架位置增加冷却装置后，降低了摩擦产生的热量，减小了由于热变形对加工质量产生的影响。

　　8、控制外圆加工切削量

　　在车削仪器外壳时，每刀切削深度不大于2.5MM，车削完后检测壁厚偏差。如果壁厚差较大，及时进行调整。通过对切削量的控制，减小了车削产生的形变，避免外壳壁厚产生偏差。

　　通过加工工艺的改进，目前生产的测井仪器外壳可以满足壁厚差要求，壁厚差全部控制在≤0.4MM范围内。